基本信息
一維納米電子技術
作者：彭英才、王英龍 編著
出版日期：2016年1月
書號：978-7-122-24845-9
開本：B5 710×1000 1/16
裝幀：平
版次：1版1次
頁數：193頁
內容簡介
一維納米電子技術是納米科學技術中的重要分支，其在電子、光電子、數據存儲、通信、生物、醫學、能源、交通與國家安全等領域有重要套用價值，具有很好的發展前景。
本書全面、系統地介紹了各種納米線的製備方法，納米線的生長機制，納米線的形貌特徵與可控生長，納米線的電子性質，以及納米線場效應器件、 納米線場發射器件、納米線感測器件、納米線發光器件、納米線光伏器件、納米線太陽電池等最新套用技術、現狀及其研究進展。
本書可供從事納米科學技術領域研究與開發的科技工作者，以及納米半導體技術、納米光電子技術和光伏器件製作的科技工作者和技術人員參考，同時可作為高等學校相關專業教師、研究生和本科生的教學參考用書。
目錄
第1章緒論1
1.1納米線的研究興起1
1.2納米線的材料類型2
1.3納米線的器件套用4
參考文獻5
第2章納米線的製備方法7
2.1納米線的氣相生長法7
2.1.1納米線的金屬催化VLS生長7
2.1.2納米線的金屬催化VS生長10
2.2納米線的溶液合成法13
2.2.1基於模板的溶液合成13
2.2.2無模板的溶液合成16
2.3納米線的固相生長法18
2.3.1納米線的氧化物輔助生長18
2.3.2納米線的SLS生長19
2.4納米線的宏量製備方法20
2.4.1熱絲化學氣相沉積法20
2.4.2超臨界流體法21
2.4.3電漿直接氧化法22
參考文獻22
第3章納米線的生長機制24
3.1納米線的金屬催化VLS生長過程24
3.2納米線的VLS生長熱力學25
3.2.1VLS生長中的過飽和現象25
3.2.2從金屬合金液滴成核26
3.2.3過飽和極限的熱力學估計27
3.2.4典型二元系統的相圖28
3.2.5納米線生長中的界面能作用29
3.3納米線的VLS生長動力學30
3.3.1VLS平衡動力學描述30
3.3.2直接碰撞在生長動力學中的作用31
3.3.3表面擴散在生長動力學中的作用33
3.3.4表面擴散在金屬液滴中的作用34
參考文獻35
第4章納米線的形貌特徵與可控生長36
4.1納米線形貌特徵與生長工藝之間相關性的唯象描述36
4.1.1金屬催化劑的影響36
4.1.2生長速率的影響37
4.1.3環境氣壓的影響38
4.2具有各種形貌特徵的納米線39
4.2.1垂直排列納米線39
4.2.2交叉網路納米線39
4.2.3絮狀纏繞納米線41
4.2.4分支分叉納米線42
4.3納米線的可控生長43
4.3.1納米線生長方向的控制44
4.3.2納米線生長直徑的控制45
4.3.3納米線生長長度的控制46
4.3.4納米線生長形貌的控制47
參考文獻48
第5章納米線的電子性質51
5.1納米線中的電子狀態51
5.1.1矩形截面納米線的電子能量51
5.1.2圓形截面納米線的電子能量52
5.1.3納米線的態密度52
5.2電子結構的第一性原理計算54
5.2.1第一性原理的計算優勢54
5.2.2第一性原理的計算方法54
5.3Si納米線的電子性質55
5.3.1單晶Si納米線的電子性質55
5.3.2H原子飽和Si納米線的電子性質56
5.3.3價鍵弛豫Si納米線的電子性質57
5.4Ge納米線的電子性質58
5.4.1單晶Ge納米線的電子性質58
5.4.2應變調製Ge納米線的電子結構60
5.4.3Ge(112)納米線的電子性質61
5.5GaN納米線的電子性質62
5.5.1(0001)GaN納米線的電子性質62
5.5.2具有Ga和N空位GaN納米線的電子性質63
5.5.3H原子終端(0001)GaN納米線的電子性質66
5.6ZnO納米線的電子性質66
5.6.1ZnO納米線與納米管的電子性質66
5.6.2摻雜ZnO納米線的電子性質67
5.6.3具有O空位ZnO納米線的電子性質69
5.7TiO2納米線的電子性質70
參考文獻71
第6章納米線場效應器件73
6.1NWFET中的載流子輸運73
6.1.1NWFET的場效應遷移率73
6.1.2NWFET的單電子輸運75
6.1.3NWFET的噪聲特性77
6.2NWFET的工作原理79
6.2.1NWFET的性能特點79
6.2.2NWFET的溝道電勢分布79
6.2.3NWFET的亞閾值斜率80
6.3NWFET的轉移特性81
6.3.1場效應電晶體的轉移特性81
6.3.2隧穿NWFET的轉移特性82
6.3.3多柵NWFET的轉移特性85
6.3.4肖特基勢壘NWFET的轉移特性87
6.4NWFET的器件套用89
6.4.1NWFET存儲器89
6.4.2NWFET探測器90
6.4.3NWFET感測器92
6.5SiNWFET的器件集成93
參考文獻94
第7章納米線場發射器件97
7.1場發射的基本原理97
7.1.1場發射電子源97
7.1.2場發射電流98
7.1.3電子發射的功函式98
7.2Si與Si化物納米線的場發射特性99
7.2.1Si納米線的場發射99
7.2.2Si化物納米線的場發射102
7.3ZnO與GaN納米線的場發射特性105
7.3.1ZnO納米線的場發射105
7.3.2GaN納米線的場發射108
7.4金屬與金屬氧化物納米線的場發射特性109
7.4.1金屬納米線的場發射109
7.4.2金屬氧化物納米線的場發射112
參考文獻116
第8章納米線感測器件120
8.1納米線感測器的靈敏度120
8.2納米線化學感測器122
8.2.1納米線H2感測器122
8.2.2納米線O2感測器126
8.2.3納米線CO感測器128
8.2.4納米線NO2感測器129
8.2.5納米線其他化學感測器132
8.3納米線生物感測器135
8.3.1Si納米線DNA感測器135
8.3.2納米線病毒感測器135
8.3.3納米線其他生物感測器136
參考文獻137
第9章納米線發光器件141
9.1光學區域的電磁波譜141
9.2LED的工作原理與性能參數142
9.2.1LED的工作原理142
9.2.2LED的特性參數143
9.3GaN和ZnO材料的物理性質145
9.3.1GaN的物理性質145
9.3.2ZnO的物理性質145
9.4InGaN/GaN納米線發光器件146
9.4.1InGaN/GaN納米線白光LED146
9.4.2InGaN/GaN納米線綠光LED148
9.4.3InGaN/GaN納米線藍紫光LED149
9.4.4GaN納米線雷射器150
9.5ZnO納米線發光器件152
9.5.1ZnO納米線LED152
9.5.2ZnO納米線雷射器155
9.5.3ZnO納米線光探測器155
9.6GaAs納米線發光器件157
參考文獻157
第10章納米線光伏器件161
10.1太陽電池的光伏參數161
10.1.1短路電流密度162
10.1.2開路電壓162
10.1.3填充因子162
10.1.4轉換效率162
10.1.5載流子收集效率163
10.2納米線的光伏特性163
10.2.1高效能量轉換性能163
10.2.2低反射率特性163
10.2.3直線電子輸運性質164
10.3Si納米線太陽電池164
10.3.1Si納米線的低反射率特性164
10.3.2Si納米線徑向pn結太陽電池165
10.3.3大面積Si納米線pn結太陽電池168
10.3.4Si納米線/聚合物混合太陽電池170
10.3.5Si納米線/肖特基結太陽電池172
10.4ZnO納米線太陽電池173
10.4.1ZnO納米線混合異質結太陽電池173
10.4.2ZnO納米線染料敏化太陽電池175
10.5TiO2納米線染料敏化太陽電池178
10.5.1有序單晶TiO2納米線染料敏化太陽電池178
10.5.2複合結構TiO2納米線染料敏化太陽電池180
10.6InP納米線太陽電池182
參考文獻183
中英文名詞對照表187
